劉 瓊，史 諾

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

?

熵權(quán)法在教學(xué)評價中的量化分析與實證研究

劉 瓊，史 諾

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

教學(xué)評價根據(jù)知識目標(biāo)與能力目標(biāo)，利用各種評價方法及技術(shù)手段對教學(xué)過程進行價值上的判斷，能夠促進教與學(xué)雙方的成長。在研究各種教學(xué)評價方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)評價的實際作用與需求，利用熵權(quán)法設(shè)計了一套完整的評價體系。該方法實現(xiàn)了對傳統(tǒng)教學(xué)評價結(jié)果的深度數(shù)據(jù)挖掘，可全面反映教學(xué)的綜合效果，使教師獲得針對性較強的反饋信息，具有一定的指導(dǎo)作用和應(yīng)用價值。

熵權(quán)；教學(xué)評價；信息；反饋

教學(xué)評價根據(jù)知識目標(biāo)與能力目標(biāo)，利用各種評價方法及技術(shù)手段對教學(xué)過程進行價值上的判斷。它不僅可以檢驗教學(xué)效果，而且從可持續(xù)性發(fā)展的角度而言，具有很重要的反饋作用，能夠促進教與學(xué)雙方的成長。教學(xué)過程是由教與學(xué)雙方通過多種行為交互形成的，本質(zhì)上是一種對理論知識、工作技能等信息進行處理和傳遞的過程，從信息論的觀點出發(fā)進行教學(xué)評價，可以得到量化結(jié)果[1]。

1 利用信息論進行教學(xué)評價的研究現(xiàn)狀

劉保衛(wèi)選擇VICS(VerbalInteractionCategorySystem)系統(tǒng)，將教學(xué)過程這一個連續(xù)信息集合轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散信息集合，利用信息熵進行教學(xué)案例的評價與分析[2]；譚建輝采用類似的方法對高職高專的《形變動畫》課程進行了實例研究[3]；李萬春等對Flandrs的課堂觀察量表進行了改進，制定了教師課堂觀察量表，通過信息熵的計算對教師的課堂教學(xué)過程進行總體評價，并對教師和學(xué)生行為的相關(guān)性與互動性進行分析[4]；史諾等根據(jù)高職教育的特點，設(shè)計了教學(xué)行為分類系統(tǒng)，分別對教師行為和學(xué)生行為信息熵進行計算與比較，根據(jù)評價結(jié)果對教學(xué)過程進行了優(yōu)化[5]。

這些研究對教學(xué)過程進行了定量分析，但是其不足之處也是顯而易見的。首先，這些研究都是將完整的教學(xué)劃分為若干個周期，根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)對每個周期進行采樣，數(shù)據(jù)統(tǒng)計的任務(wù)量巨大，不易于在實際教學(xué)中推廣。其次，不論何種分類系統(tǒng)，很多指標(biāo)之間并沒有細致的區(qū)分，這會對數(shù)據(jù)統(tǒng)計的準(zhǔn)確性造成影響，特別是多種新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用使得某一具體行為很難用分類系統(tǒng)中的指標(biāo)去明確界定。最后，利用信息熵進行教學(xué)評價的研究只是關(guān)注了教學(xué)中的行為，并沒有關(guān)注教學(xué)內(nèi)容，可能會造成評價結(jié)果的失真。針對以上不足，應(yīng)當(dāng)設(shè)計一種簡單、有效、科學(xué)的評價方法，使教師獲得針對性較強的反饋信息，以優(yōu)化教學(xué)活動，提高教學(xué)質(zhì)量。

2 利用熵權(quán)法進行教學(xué)評價的分析

傳統(tǒng)的教學(xué)評價是建立一個指標(biāo)體系，學(xué)生對各指標(biāo)進行賦分，最后得出總分，從而對教學(xué)效果進行檢驗。這種評價結(jié)果并不能直觀的引導(dǎo)教師對整個教學(xué)過程中的行為、決策以及所產(chǎn)生的結(jié)果進行反思，應(yīng)對傳統(tǒng)的教學(xué)評價結(jié)果進行數(shù)據(jù)挖掘，這樣不僅能夠直接利用原有數(shù)據(jù)，而且可以獲得有用的反饋信息[6，7]。

熵權(quán)法是一套以信息熵理論為基礎(chǔ)，將多對象多指標(biāo)的體系作為研究對象，對各指標(biāo)的信息進行量化分析和計算的綜合性方法。當(dāng)各對象在某指標(biāo)上的得分相同，即pi的值相等時，則該指標(biāo)的信息熵最大，此時意味著該指標(biāo)的變異程度最小，處于最“有序”狀態(tài)，在整個體系當(dāng)中沒有任何作用，其權(quán)重最小，即熵權(quán)為零；反之，信息熵值越小，該指標(biāo)的變異程度越大，在體系當(dāng)中的作用越大，熵權(quán)就越大，這項指標(biāo)應(yīng)予重點考察。熵權(quán)是各指標(biāo)在競爭意義上相對激烈程度的系數(shù)，根據(jù)熵權(quán)可以有效的解析信息傳遞和處理過程。

熵權(quán)法在大學(xué)生綜合素質(zhì)的評價、科學(xué)技術(shù)的評價、水質(zhì)評價、工程建設(shè)項目的評價中已被廣泛應(yīng)用，借鑒于這些領(lǐng)域的成熟經(jīng)驗，結(jié)合教學(xué)評價的實際情況，本文設(shè)計出一套完整的方法，并將其應(yīng)用于教學(xué)評價中[8-11]。

3 教學(xué)評價體系的建立

3.1 建立原始數(shù)據(jù)矩陣

確定評價指標(biāo)與評價參與者，評價指標(biāo)由教學(xué)過程中涉及的課程性質(zhì)、培養(yǎng)對象及特點等因素綜合確定，評價參與者是學(xué)生，為了減輕計算量，可隨機抽取部分學(xué)生對教師進行打分。設(shè)有m個評價指標(biāo)、n個評價參與者，以1個評價參與者對m個評價指標(biāo)的打分作為列向量，將n個評價參與者的打分按列組合，形成原始數(shù)據(jù)矩陣X。

其中xij表示在第i個評價指標(biāo)上第j個評價參與者的打分，i=1,2,L,m，j=1,2,L,n。

3.2 將原始數(shù)據(jù)矩陣X轉(zhuǎn)化為概率矩陣P

3.3 計算各評價指標(biāo)的信息熵

對概率矩陣P的每一行做處理，形成信息熵向量α=[h1,h2,L,hm]。

3.4 計算各評價指標(biāo)的權(quán)系數(shù)

對信息熵向量α做處理，形成權(quán)系數(shù)向量β=[w1,w2,L,wm]。

權(quán)系數(shù)向量計算完成后，將各分量按照大小進行排序，即可直觀的體現(xiàn)出該教師在教學(xué)過程中哪項指標(biāo)需要改進。

4 應(yīng)用實例

基于高等職業(yè)教育的特點和就業(yè)崗位的實際需求，我們對傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進行整合與重構(gòu)，形成了基礎(chǔ)理論、基本操作、工程應(yīng)用、創(chuàng)新與拓展四個教學(xué)模塊，這四個模塊需參照課程特點及實際教學(xué)條件進行有效組織，有序?qū)嵤拍軜?gòu)建出培養(yǎng)工程實踐能力與創(chuàng)新意識的教學(xué)生態(tài)環(huán)境。所以，在傳統(tǒng)的評價體系當(dāng)中，我們將基礎(chǔ)理論、基本操作、工程應(yīng)用、創(chuàng)新與拓展、教學(xué)組織作為一級評價指標(biāo)，每個評價指標(biāo)下又具有若干個子指標(biāo)，利用熵權(quán)法進行教學(xué)評價時，所用的評價指標(biāo)可與傳統(tǒng)方法相同，也可根據(jù)實際評價的側(cè)重點重新進行設(shè)定。在本次實例研究中，為了進行對比，采用和傳統(tǒng)評價體系完全相同的評價指標(biāo)，測評表不進行改動。

選取《Java程序設(shè)計》課程為研究對象，任意抽取10名學(xué)生對授課教師進行測評，得分統(tǒng)計得分如表1所示，表中S1至S10代表打分的10名學(xué)生，為了精確測評，每項指標(biāo)的得分精確到0.1。

表1 教學(xué)評價打分統(tǒng)計表

按照傳統(tǒng)的教學(xué)評價方法，對每位學(xué)生的賦分進行統(tǒng)計，求和后平均，可以得到該教師的總分為87.56，可以直觀得出該教師的教學(xué)效果總體良好，統(tǒng)計各指標(biāo)的得分，分別為18.40、36.96、7.84、15.28、9.08，各指標(biāo)的得分相對較均衡，從中可以看出，只需要在工程應(yīng)用、創(chuàng)新與拓展這兩個部分上稍加改進，所有指標(biāo)均可達到全優(yōu)。

按照上述基于熵權(quán)法的教學(xué)評價方法進行分析，首先建立原始數(shù)據(jù)矩陣。

然后將原始矩陣轉(zhuǎn)化為概率矩陣。

緊接著計算各評價指標(biāo)的信息熵，形成信息熵向量。

α=[0.9998 0.9997 0.9983 0.9972 0.9997]

最后計算各評價指標(biāo)的權(quán)系數(shù)，形成權(quán)系數(shù)向量。

α=[β=0.0357 0.0518 0.3200 0.5304 0.0621]

對各個指標(biāo)的權(quán)系數(shù)進行分析，可以得到以下結(jié)論：

第一，各指標(biāo)的權(quán)系數(shù)由大到小依次為創(chuàng)新與拓展、工程應(yīng)用、教學(xué)組織、基本操作、基礎(chǔ)理論，且創(chuàng)新與拓展這個指標(biāo)的權(quán)系數(shù)遠遠大于其余指標(biāo)，達到了0.5304。說明在這個指標(biāo)上，學(xué)生對教師評價的差異程度最大，從學(xué)生的整個群體來講，這部分的教學(xué)效果最差，是必須要進行教學(xué)改革的部分。由于創(chuàng)新與拓展是教學(xué)中的難點，與學(xué)生的知識儲備及教師的引導(dǎo)等因素有關(guān)，通過教學(xué)反思與調(diào)研，我們提出了積極推進TRIZ(TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch)理論融入課程的措施，選取真實、典型的案例進行講解，使學(xué)生掌握創(chuàng)新方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，通過一個學(xué)期的實施，并通過專業(yè)測試后發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生初步具有了從新視野、新角度分析問題的能力，在這個指標(biāo)的教學(xué)上已經(jīng)在產(chǎn)生良好效果。

第二，在工程應(yīng)用這個評價指標(biāo)上，權(quán)系數(shù)達到了0.3200，說明這部分的教學(xué)也存在著嚴(yán)重問題，很多學(xué)生的認可度不高。分析后認為，教師雖然在授課過程中講述一些工程實例，但是對于學(xué)生來講由于沒有在企業(yè)實習(xí)的經(jīng)歷，所以講述的工程實例對于他們來說過于籠統(tǒng)，很多優(yōu)秀案例對于他們只是產(chǎn)生了初步概念，沒有發(fā)揮出應(yīng)用的作用。因此，提出將生產(chǎn)第一線的最新技術(shù)經(jīng)過解構(gòu)與再加工，及時引入教學(xué)情境設(shè)計中，實現(xiàn)工程實際與教學(xué)內(nèi)容的無縫對接的措施。這個措施對于教師來說提出了很大挑戰(zhàn)，對于教學(xué)設(shè)計能力的要求很高，我們組織了相關(guān)團隊，對優(yōu)秀工程案例進行解析，并不斷進行細化，在群策群力的作用下，這部分的教學(xué)質(zhì)量在逐步提高當(dāng)中。

第三，基本操作、基礎(chǔ)理論的權(quán)系數(shù)很小，這說明學(xué)生對這兩部分的掌握情況都較好，主要是因為這兩部分最基礎(chǔ)，且內(nèi)容相對明確，在教材中進行了詳細的闡述，建議在這兩部分的教學(xué)中，可以適當(dāng)減少教學(xué)時間。

第四，教學(xué)組織的權(quán)系數(shù)也較低，分析后認為主要是因為以學(xué)生的閱歷及現(xiàn)有能力很難判斷教學(xué)組織的好壞，因此在教學(xué)評價體系的設(shè)計上，這個指標(biāo)的設(shè)置并不科學(xué)，可以剔除掉，也可根據(jù)課程的特點重新進行設(shè)置。

通過比較以上傳統(tǒng)的教學(xué)評價方法與基于熵權(quán)法的教學(xué)評價方法，可以看出，前者只是進行了定性判斷，雖然能夠通過各指標(biāo)的得分得出需要進行改進的部分，但是需要改進的部分要進行教學(xué)改革的亟需程度上并沒有定量的判斷，這在一定程度上掩蓋了事實的嚴(yán)峻性，不能足夠引起教師的重視。后者通過計算權(quán)系數(shù)得出需要進行改進的指標(biāo)與前者的分析相同，說明了該方法的正確性，對于權(quán)系數(shù)進行分析可以得到有用的反饋信息。在本例中，只對一級指標(biāo)進行了研究，如果希望得到更細致的結(jié)果，可對一級指標(biāo)下的子指標(biāo)利用同樣的方法進行分析。基于熵權(quán)法的教學(xué)評價方法存在的不足之處是計算量較大，但是屬于可以接受和推廣的程度，采用計算機語言進行編程，生成可視化的界面，就可方便快捷的解決此問題。

5 結(jié)論

本文基于熵權(quán)法對教學(xué)過程的評價做了較為細致的探索和研究，通過對原始數(shù)據(jù)的處理，得出各項指標(biāo)的熵權(quán)，教師能夠根據(jù)數(shù)據(jù)對自己的教學(xué)過程進行反思，在相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)中有針對性的改進。本方法有較強的通用性，可根據(jù)教學(xué)類型對評測指標(biāo)、對象等稍加變動，就可全面反映教學(xué)的綜合評價結(jié)果，進而提高教學(xué)效果。

[1] 齊安鑫,齊茜,李鑫.信息熵對理論實踐一體化教學(xué)過程的評價研究[J].職業(yè)教育研究,2013,(9).

[2] 劉保衛(wèi).關(guān)于運用信息熵方法進行教學(xué)案例分析的反思[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2004,(19).

[3] 譚建輝.用信息熵評價計算機課——課堂評價的信息化[J].錦州醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2005,(3).

[4] 李萬春,朱云東,劉朝麗.基于信息熵的課堂教學(xué)過程量化評價模型[J].電化教育研究,2009,(1).

[5] 史諾,陳高鋒,解建軍.基于信息熵的高職教學(xué)過程研究[J].價值工程,2012,(4).

[6] 楊華生,吳璐,陳麗華，等.基于信息熵的試卷分析評價方法研究[J].江西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2012,(24).

[7] 張少艷.信息熵在教學(xué)質(zhì)量分析中的應(yīng)用[J].紅河學(xué)院學(xué)報,2007,(15).

[8] 周薇,李筱菁.基于信息熵理論的綜合評價方法[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2010,(10).

[9] 章穗,張梅,遲國泰.基于熵權(quán)法的科學(xué)技術(shù)評價模型及其實證研究[J].管理學(xué)報,2010,(7).

[10] 鄒志紅,孫靖男,任廣平,等.模糊評價因子的熵權(quán)法賦權(quán)及其在水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2005,(25).

[11] 黃曼麗,朱凌,尹華,等.基于熵權(quán)的多目標(biāo)綜合評價方法在水利工程中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)村水利水電,2008,(12).

[編校：楊 琴]

Quantitative Analysis and Empirical Study in Teaching Evaluation Using Entropy Weight Method

LIU Qiong, SHI Nuo

YanglingVocational&TechnicalCollege,YanglingShannxi712100)

According to knowledge and capability targets, teaching evaluation uses various kinds of evaluation methods and technical means to value teaching process, and it can promote the growth of both teaching and learning. On studying various teaching methods, according to the actual effect and the demand of teaching evaluation, a complete set of evaluation system is designed using entropy weight method. The method realizes deep data mining of traditional teaching evaluation results, and it can reflect the comprehensive effects of teaching and help teachers get highly targeted feedbacks. It has important guiding significance and application value.

entropy weight；teaching evaluation；information；feedback

2015-08-11

劉瓊(1984- )，女，陜西西安人，講師，工學(xué)碩士，研究方向為職業(yè)教育理論與實踐、高職教育管理、圖像處理、本體論。

本文為2014年楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級人文社科類研究基金項目“基于熵權(quán)法的教學(xué)質(zhì)量評價的改革與研究”(編號：GJ1436)階段性研究成果。

F552

A

1671-9654(2015)03-021-04